焚燒城市垃圾發(fā)電技術(shù)分析

尚龍

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的加快，如何對城市生活垃圾進(jìn)行處理成為亟待解決的問題。由于垃圾焚燒發(fā)電具有“無害化，減量化和資源化”的優(yōu)勢，有望逐漸成為未來垃圾處理的主要方式。對城市生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)、我國目前城芾垃圾發(fā)電的狀況以及制約因素進(jìn)行了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：城市垃圾;焚燒;發(fā)電技術(shù)

1 垃圾焚燒發(fā)電工藝流程

1.1 垃圾儲存

城市垃圾中存在各種各樣的物質(zhì)，有些垃圾甚至含有有害物質(zhì).所以處理的時候要將這些有害的、不能燃燒的垃圾挑出來余下的能夠被利用的垃圾，在過稱之后將其放入垃圾儲池中常見的垃圾儲池一般能夠儲存將近一周的垃圾處理量對儲池中的垃圾.要進(jìn)行攪拌、欖碎，還要把過程中產(chǎn)生的垃圾滲濾液收集起來。

1.2 垃圾焚燒

經(jīng)過上一環(huán)節(jié)處理的垃圾.可以通過機(jī)器設(shè)備將它送進(jìn)焚燒爐入，垃圾焚燒開始。垃圾焚燒之后，會產(chǎn)生爐渣，要將爐渣清理干凈..焚燒爐有循環(huán)流化床爐、爐排爐之分。因為焚燒爐不同.相應(yīng)的焚燒方法也會有不同.

1.3 余熱發(fā)電

焚燒垃圾發(fā)電技術(shù)，除了用到焚燒爐，還有余熱鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組這兩種設(shè)備..垃圾在焚燒爐焚燒之后，所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過余熱鍋爐轉(zhuǎn)化之后會變成蒸汽，蒸汽可以被汽輪發(fā)電機(jī)組用來發(fā)電。

1.4 煙氣凈化與處理

焚燒垃圾會產(chǎn)生許多有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)如果不能得到很好處理，會對環(huán)境造成二次污染。比如焚燒垃圾產(chǎn)生的煙塵、重金屬等有害物質(zhì)。煙氣凈化處理根據(jù)搭配方式的不同，有三種處理方式。分別是半干式反應(yīng)塔搭配袋式除塵器，干式反應(yīng)塔搭配袋式除塵器.濕式反應(yīng)塔搭配袋式除塵器。

1.5 垃圾滲濾液的處理

放置在垃圾儲池中的垃圾.經(jīng)過發(fā)酵之后會產(chǎn)生垃圾滲濾液。這種液體散發(fā)著比較臭的氣味，含有較多氨氮、重金屬。垃圾滲濾液能夠占垃圾重量的1/10這些滲濾液經(jīng)過污水處理之后才能排放，不然會造成環(huán)境污染。

1.6 爐渣、爐灰的處理

焚燒爐在焚燒過垃圾之后.會產(chǎn)生爐渣..爐渣是垃圾的一部分。爐渣也可以通過先進(jìn)技術(shù)處理，為日常生產(chǎn)所利用。處理后的爐渣?？梢猿洚?dāng)制作磚塊的材料.也可以在鋪設(shè)道路時加以利用。布袋除塵器中收集到的飛塵.在實際生活中沒有利用價值，要經(jīng)過特殊處理方式進(jìn)行無害處理后再將它填埋。

2 垃圾焚燒發(fā)電主要設(shè)備

2.1 垃圾焚燒爐

目前國內(nèi)的城市生活垃圾發(fā)電廠，采用的焚燒爐主要有兩種形式：

（1）循環(huán)流化床爐工藝原理：垃圾焚燒循環(huán)流化床爐是基于循環(huán)流化床技術(shù)發(fā)展起來的集垃圾焚燒、供熱、發(fā)電為一體的先進(jìn)的垃圾處理設(shè)備。這種爐型不設(shè)爐排.在爐內(nèi)鋪設(shè)一定厚度和粒徑的石英砂或爐渣作為床料.通過底部的布風(fēng)板鼓人一定壓力的熱空氣，床料被吹起、翻騰、加熱，被吹出爐膛的灰料經(jīng)在爐膛出口的旋風(fēng)分離器分離后再通過返料裝置送至爐膛的下部進(jìn)行循環(huán)、燃燒。流化床內(nèi)氣固混合非常強(qiáng)烈.垃圾入爐后與熾熱的床料迅速混合在一起，垃圾被加熱干燥后開始燃燒直至燃盡。

（2）爐排爐工藝原理：爐排是爐排爐最核心的部件，爐排一般分為干燥段、燃燒段、燃燼段。由于爐排的交錯運動，將垃圾向下方推動，垃圾依次通過爐排上的各個區(qū)域。垃圾在爐排上翻動的過程中，受到來自爐排下部的高溫一次風(fēng)及爐內(nèi)的輻射熱量，對爐排上的垃圾進(jìn)行干燥后垃圾著火燃燒。高溫一次風(fēng)來自于垃圾儲池上部的抽氣裝置。抽出的氣體經(jīng)過蒸汽空氣加熱器和煙氣空氣加熱器加熱后經(jīng)爐排穿過垃圾進(jìn)入了爐膛，對垃圾進(jìn)行干燥，并提供了垃圾燃燒所需要的氧氣。二次風(fēng)從垃圾焚燒爐廠房的頂部吸風(fēng)，然后送人爐膛，作用是補(bǔ)充氧氣，并對燃燒煙氣進(jìn)行擾動，促使垃圾更充分地燃燒。

（3）垃圾燃燒產(chǎn)生的熱煙氣經(jīng)過余熱鍋爐換熱。冷卻后的煙氣經(jīng)過反應(yīng)塔、活性炭噴射吸附、布袋除塵器等煙氣凈化處理系統(tǒng)后才能排放。

（4）兩種爐型在應(yīng)用中的特點比較：

①機(jī)械爐排焚燒爐是往復(fù)運動爐排，爐排面積和爐膛體積均較大：不需要對垃圾進(jìn)行預(yù)處理：設(shè)備占地面積大;垃圾在爐內(nèi)停留時間比流化床爐長：可通過爐排的往復(fù)運動時垃圾翻轉(zhuǎn)，使垃圾受熱和燃燒均勻;煙氣中灰塵含量較低;助燃燃料為油、氣。成本較高;燃燒工況易控制，對工程的適應(yīng)面廣等。爐排爐的投資費用比流化床焚燒爐高。

②流化床焚燒爐爐膛體積比爐排爐?。豪M(jìn)入爐膛前要進(jìn)行預(yù)處理;設(shè)備占地面積較爐排爐?。豪跔t內(nèi)停留的時間較爐排爐短;爐溫受垃圾含余熱鍋爐是通過受熱面中的水.吸收垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量，產(chǎn)生的熱蒸汽送到汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。多余的熱蒸汽可用于周邊用戶的使用。余熱發(fā)電在我國已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)，這里不再贅述。

2.2 煙氣凈化與處理設(shè)備

煙氣凈化與處理的主要設(shè)備有反應(yīng)塔、布袋收塵器等。煙氣中酸性氣體的去除在反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行。反應(yīng)塔一般分為干法、半干法、濕法三種形式。三種反應(yīng)塔的工藝原理為：干法反應(yīng)塔一般采用消石灰和酸性氣體在反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)：半干法反應(yīng)塔是利用旋轉(zhuǎn)噴霧器將氫氧化鈣溶液噴人反應(yīng)塔中，與酸性氣體進(jìn)行反應(yīng);濕法反應(yīng)塔是將配置好的燒堿溶液噴入濕式洗滌塔，與骸性氣體進(jìn)行反應(yīng)。

3 我國垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和制約因素

3.1 垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

中國垃圾焚燒技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用主要分為兩種形式：一類是國產(chǎn)化焚燒技術(shù)設(shè)備。另一類是綜合型焚燒技術(shù)設(shè)備。是將引進(jìn)技術(shù)設(shè)備與國產(chǎn)技術(shù)設(shè)備有機(jī)結(jié)合的生活垃圾焚燒技術(shù)系統(tǒng)，已采用或擬采用這種模式的已有幾個城市，但目前只有深圳建成并維持連續(xù)生產(chǎn)。

我國目前自行發(fā)展的焚燒技術(shù)主要分為兩類，一類為流化床技術(shù)，另一類為固定床焚燒爐和鏈條排式焚燒爐。固定床焚燒爐和鏈條爐排式焚燒爐投資較低，但由于垃圾與燃燒空氣混合不充分，燃燒不均勻而且溫度較低，不能有效破壞垃圾中的有害物質(zhì)，也無法控制SOx、、NOx等有害物質(zhì)排放，性能與國際水平相差較大。

流化床焚燒爐具有燃燒徹底，燃燒效率高，投資相對較低等特點，得到許多單位的重視和開發(fā)研究。流態(tài)化燃燒技術(shù)一直是燃燒科學(xué)研究的熱點，流化床焚燒爐燃燒效率高、環(huán)保性能好已成為垃圾焚燒設(shè)備開發(fā)的新方向。目前用于垃圾焚燒的流化床焚燒爐主要是循環(huán)流化床，在物料分離裝置、返料機(jī)構(gòu)、耐磨材料、基礎(chǔ)工藝參數(shù)選取方面各著名公司都有獨特的技術(shù)。我國目前研究的通常是采用焚燒混合垃圾或堆肥篩上物并需要加煤補(bǔ)燃，因此，還需要在工程實踐中對其可靠性，壽命等方面進(jìn)行檢驗。

3.2 垃圾焚燒技術(shù)應(yīng)用的制約因素

目前大部分城市的生活垃圾的發(fā)熱值較低，不能達(dá)到自燃的要求。城市生活垃圾中灰渣含量較高，制約了焚燒減量化效益的發(fā)揮;現(xiàn)代化垃圾焚燒屬高成本技術(shù)，建設(shè)的籌資難度較大。

（1）垃圾屬于低熱值燃料，熱值遠(yuǎn)較石油煤炭低，在焚燒過程中供熱量的變化會使蒸汽壓波動，從而導(dǎo)致發(fā)電電壓的波動，在技術(shù)上應(yīng)采取一系列反饋措施，或與煤炭或油混燒等補(bǔ)救措施，但無疑增加了成本。

（2）如果在焚燒爐內(nèi)設(shè)置余熱鍋爐，則余熱鍋爐在吸熱的同時勢必會降低爐內(nèi)溫度水平，從而影響垃圾的焚燒速度。同時，因為水冷管附近是低溫區(qū)，二惡英的分解溫度為750℃，則必然導(dǎo)致二惡英未能充分分解，則這部分二惡英將沿低溫區(qū)溢出管道，若處理不當(dāng)，造成嚴(yán)重的空氣污染。此外，由于大量水冷管的存在，勢必使?fàn)t內(nèi)高溫區(qū)的溫度大幅下降，從而對熱值偏低的垃圾更易造成難于燃燼的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

城市和生活垃圾焚燒處理.要根據(jù)城市發(fā)展做詳細(xì)規(guī)劃。焚燒垃圾發(fā)電，能夠?qū)U棄物有效利用起來。焚燒垃圾發(fā)電技術(shù)作為一種節(jié)能、綠色、環(huán)保的處理手段，應(yīng)該廣泛推廣使用。

參考文獻(xiàn)

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